Vergaser mit Ultraschallschwingungserreger im Mündungsbereich eines Kraftstoffkanals

Abstract

 Ein Vergaser (2) für einen Ottomotor mit einem zentralen Ansaugkanal, einem in den Ausgangskanal mündenden Kraftstoffkanal (4), und einer Drosselklappe (6) im Ansaugkanal. Das technische Problem liegt in der Sicherstellung einer feinen Zerstäubung unabhängig von der Stellung der Drosselklappe (6) und den Strömungsverhältnissen im Ansaugkanal (7). Die Lösung besteht darin, daß im Mündungsbereich des Kraftstoffkanals (4) ein piezoelektrischer Körper (5) bzw. (11) angeordnet und an eine Erregerstufe (10) angeschlossen ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Vergaser für einen Ottomotor mit einem zentralen Ansaugkanal, einem in den Ansaugkanal mündenden Kraftstoffkanal und einer Drosselklappe im Ansaugkanal.

[0002] In einem Vergaser wird bekanntlich eine möglichst feine Verteilung des Kraftstoffs in der Luftströmung erstrebt. Normalerweise wird in einem Kraftstoffkanal eine Luft-Kraftstoff-Emulsion dem Vorzerstäuber zugefuhrt. Durch den Unterdruck und die Strömungsverhältnisse innerhalb des Vorzerstäubers und des Vergaserrohrs wird der Kraftstoff in möglichst feine Tröpfchen aufgelöst, die innerhalb der Luftströmung gefördert werden.

[0003] Es läßt sich nicht vermeiden, daß an den kalten Wänden des Vergaserrohres und des Ansaugkanals eine Kondensation der Tröpfchen auftritt. Dieses gilt insbesondere im Teillastbereich, da dort die Strömungsgeschwindigkeit der Luft normalerweise gering ist. Auch im Leerlaufbetrieb ergibt sich in hohem Maße eine Kondensatbildung. Es hat sich gezeigt, daß ein derartiges Kondensat praktisch nicht mehr aufgelöst werden kann, so daß dieses Kondensat nicht zur Verbrennung im Zylinderraum beiträgt.

[0004] Entsprechendes gilt für eine Zentraleinspritzung in einen zentralen Ansaugkanal.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung dieser Kondensatbildung und die Verbesserung des Luft-Kraftstoff-Gemischs. Dadurch soll einerseits die Verbrennung verbessert und der Abgasgehalt herabgesetzt werden.

[0006] Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß im Mündungsbereich des Kraftstoffkanals ein piezoelektrischer Körper angeordnet und an ein Erregerstufe angeschlossen ist.

[0007] Die Anordnung eines ringförmigen piezoelektrischen Körpers führt aufgrund der Ultraschallschwingungen zur Ausbildung feiner Tröpfchen. Diese feinen Tröpfchen werden im Luftstrom besser aufgelöst und vernebelt. Eine Niederschlagsbildung und Kondensatbildung wird erschwert.

[0008] In weiterer Ausbildung sieht die Erfindung vor, daß der piezoelektrische Körper den Innenumfang des Mündungsbereiches des Kraftstoffkanals eines Vorzerstäubers ausfüllt. Diese Ausführungsform der Erfindung ist auf einen Vergaser mit Zerstäubung des Kraftstoffgemisches im Luftstrom abgestimmt.

[0009] In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der piezoelektrische Körper den Innenumfang des Mündungsstücks einer Einspritzdüse einer Zentraleinspritzung ausfüllt. Diese Ausführungsform der Erfindung ist für einen Vergaser mit Zentraleinspritzung abgestimmt.

[0010] Ferner sieht die Erfindung vor, daß ein weiterer piezoelektrischer Körper am Innenumfang des zentralen Ansaugkanals angeordnet ist. In dieser Ausführungsform wird eine Kondensatbildung an etwaigen kalten Wänden des zentralen Ansaugkanals weitgehend ausgeschlossen.

[0011] Die Erfindung bringt damit im gesamten Lastbereich die Bereitstellung eines feinverteilten Luft-Kfatstoff-Gemisches mit kleiner Tropfengröße. Infolgedessen ist eine wirkungsvolle Verbrennung gewährleistet, die sich insbesondere auf den Abgasgehalt günstig auswirkt.

[0012] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Unterdruckvergasers und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Erfindung bei einer Zentraleinspritzung.

[0013] Fig. 1 zeigt das Hauptrohr 1 eines Vergasers 2. Innerhalb des Hauptrohres 1 ist ein Vorzerstäuber 3 angeordnet, in den ein Kraftstoffkanal 4 mündet. Innerhalb des Kraftstoffkanals 4 wird eine Luft-Kraftstoff-Emulsion zugeführt. Zur Ausbildung dieser Emulsion sind besondere Düsen und Luftkanäle vorgesehen, die im einzelnen nicht erläutert werden.

[0014] Im Wündungsbereich des Kraftstoffkanals 4 ist ein ringförmiger piezoelektrischer Körper 5 als piezoelektrischer Schwinger angeordnet. Derselbe kleidet den Innenumfang des Wündungsbereiches.

[0015] Im Endteil des Hauptrohres 1 befindet sich eine Drosselklappe 6. An das Hauptrohr 1 schließt ein Ansaugkanal 7 an. Im Bereich der Drosselklappe 6 mündet auch die im einzelnen nicht dargestellte Leerlaufdüse 8. Am Innenumfang des Ansaugkanals ist im Anschluß an die Drosselklappe ein ringförmiger piezoelektrischer Körper 9 vorgesehen.

[0016] Beide piezoelektrische Körper 5 und 9 sind an eine Erregerstufe 10 angekoppelt, die einen hochfrequenten elektrischen Erregerstrom für die piezoelektrischen Körper 5 und 9 liefert.

[0017] Die piezoelektrischen Körper 5 und 9 erzeugen jeweils hochfrequente Schwingungen im Ultraschallbereich, die zu einer feinen Verteilung der Kraftstofftröpfchen sowie eines etwaigen Kondensats an den Wänden des Hauptrohres 1 und des Ansaugkanals 7 führen. Ein solches Kondensat bildet sich insbesondere im Teillastbereich bei weitgehend geschlossener Drosselklappe 6 und im Leerlaufbetrieb aus. Gerade in diesen Betriebsbereichen, in denen die Verbrennung ohnehin ungünstig ist, stellt die Erfindung ein gut aufbereitetes Luft-Kraftstoff-Gemisch sicher. Dieses wirkt sich auf den Gesamtwirkungsgrad des Verbrennungsmotors und insbesondere auf die Verbesserung der Abgaszusammensetzung aus.

[0018] Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Zentraleinspritzung. Im Hauptrohr 1 des Vergasers ist eine Drosselklappe 6 angeordnet. An das Hauptrohr 1 schließt sich ein zentraler Ansaugkanal 7 an. In das Hauptrohr 1 ist eine Einspritzdüse 12 mit einem Einspritzventil 14, das mechanisch oder elektromagnetisch betätigt ist, angesetzt. Die Einspritzdüse 12 wird über eine Kraftstoffleitung 15 gespeist. An dem Kraftstoffkanal 4 der Einspritzdüse 12 sitzt ein Mündungsstück 13, das einen ringförmigen piezoelektrischen Körper 11 aufnimmt, durch dessen zentralen Durchgang der Kraftstoff eingespritzt wird. Durch die Schwingungen des piezoelektrischen Körpers wird der Einspritzstrahl des Kraftstoffes durch das Mündungsstück 13 in feine Tröpfchen verteilt, so daß innerhalb des zentralen Ansaugkanals 7 eine gute Gemischbildung und Gemischaufbereitung gewährleistet ist.

Ansprüche

1. Vergaser für einen Ottomotor mit einem zentralen Ansaugkanal (7), einem in den Ansaugkanal mündenden Kraftstoffkanal (4) und einer Drosselklappe (6) im Ansaugkanal, dadurch gekennzeichnet, _da_ß im Mündungsbereich des Kraftstoffkanals (4) ein piezoelektrischer Körper (5) bzw. (11) angeordnet und an eine Erregerstufe (10) angeschlossen ist.

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Körper (5) den Innenumfang des Mündungsbereichs des Kraftstoffkanals (4) eines Vorzerstäubers (3) ausfüllt.

3. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Körper (11) den Innenumfang des Mündungsstücks (13) einer Einspritzdüse (12) einer Zentraleinspritzung ausfüllt.

4. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer piezoelektrischer Körper (9) am Innenumfang des zentralen Ansaugkanals (7) angeordnet ist.

Zeichnung